从 "沙进人退" 到 "绿电生金" 千万千瓦级新能源基地的绿色实践
奔腾的黄河在鄂尔多斯高原北缘挥毫落笔,勾勒出壮阔的 "几字弯"。在这道弧线怀抱中,横亘千年的库布齐沙漠正经历一场史诗级蜕变:集 "光伏、风电、储能、煤电、光热" 于一体的内蒙古库布齐沙漠鄂尔多斯中北部新能源基地项目建设徐徐展开。这座总装机容量达 1600 万千瓦、设计年送电量 400 亿千瓦时的超级工程,通过创新模式,成功将 "沙进人退" 的千年困局扭转为 "绿进沙退" 的生态典范,为中国荒漠化治理树立了新范式。
一、"沙戈荒" 新能源基地:能源革命与生态治理的完美结合
长期以来,我国西北地区广袤的沙漠、戈壁、荒漠地区一直被视为 "不毛之地",不仅无法产生经济效益,还因为风沙侵蚀导致周边地区生态环境不断恶化,"沙进人退" 的现象时有发生。然而,这些地区拥有丰富的太阳能和风能资源,是发展新能源的理想场所。
2021 年以来,国家启动了以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设,规划总装机规模超过 4.5 亿千瓦。截至目前,内蒙古已获批 6 个国家级 "沙戈荒" 大型风电光伏基地,规划新能源总装机规模达 7200 万千瓦,占全国批复总规模的 43%。这些基地的建设,不仅能够为我国提供大量的清洁电力,助力 "双碳" 目标实现,还能够有效改善当地的生态环境,实现能源开发与生态治理的双赢。
库布齐沙漠鄂尔多斯中北部新能源基地是国家首批首个千万千瓦级大型风光基地,也是我国 "十四五" 规划布局的最大 "沙戈荒" 新能源基地之一。该基地总投资 988 亿元,规划建设光伏 800 万千瓦、风电 400 万千瓦,配套支撑性煤电 400 万千瓦、新型储能 500 万千瓦时,外送通道起点位于内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗,终点位于河北省沧州市,全长 699 公里,电压 ±800 千伏、输送容量 800 万千瓦国家能源局。基地计划 2027 年底前建成投运,投运后每年可为以京津冀为中心的华北电网输送电量约 360 亿千瓦时,其中新能源电量占比 60%,每年可减少标煤消耗约 640 万吨,减排二氧化碳约 1600 万吨国家能源局。
二、"死亡之海" 的极限挑战:高可靠设备是关键
库布齐沙漠曾被称为 "死亡之海",61% 的区域为流动沙丘,年均沙尘暴天气在 10 次以上,扬尘天数达 100 余天,极端温差达 80℃以上。坐落于沙漠腹地的新能源基地,面临着极其恶劣的自然环境,对电力设备的可靠性提出了近乎苛刻的要求:
- 强沙尘挑战:沙漠地区的强沙尘天气会对电力设备造成严重的磨损和污染,影响设备的绝缘性能和散热效果,甚至导致设备短路故障。
- 高低温剧变挑战:沙漠地区昼夜温差大,夏季最高气温可达 40℃以上,冬季最低气温可降至 - 40℃以下。剧烈的温度变化会导致设备材料热胀冷缩,加速设备老化,影响设备的使用寿命和可靠性。
- 强紫外线挑战:沙漠地区紫外线强烈,会加速设备绝缘材料的老化,降低设备的绝缘性能。
- 运维困难挑战:沙漠地区交通不便,人烟稀少,设备一旦发生故障,运维人员很难及时到达现场进行维修,这就要求设备具有极高的可靠性和稳定性,能够在无人值守的情况下长期稳定运行。
面对这些极限挑战,传统的电力设备已经无法满足需求。只有采用专门针对沙漠环境设计的高可靠电力设备,才能保障新能源基地的安全稳定运行。
三、高可靠电气设备:护航新能源基地零故障运行
在库布齐沙漠新能源基地的建设过程中,众多国内优秀的电气设备企业参与其中,为基地提供了高质量、高可靠的电气设备和解决方案。上海鸿之电气集团作为电源领域的高新技术企业,凭借十余年在电气设备研发制造领域的深厚积累,为多个 "沙戈荒" 新能源基地项目提供了干式变压器、稳压器、电抗器等核心电气设备,以卓越的产品性能和可靠的运行表现,赢得了客户的广泛赞誉。
(一)鸿之电气沙漠专用变压器技术
鸿之电气针对沙漠地区的特殊环境,开发了一系列沙漠专用变压器产品:
- 防沙尘密封技术:采用全密封结构设计,防护等级达到 IP54 以上,能够有效防止沙尘进入设备内部,保护设备的绝缘性能和散热效果。
- 宽温域设计技术:采用耐高低温的绝缘材料和结构设计,能够在 - 40℃至 + 55℃的温度范围内正常运行,适应沙漠地区剧烈的温度变化。
- 防紫外线老化技术:设备外壳采用防紫外线涂层处理,能够有效抵抗紫外线的侵蚀,延长设备的使用寿命。
- 高效散热技术:优化散热结构设计,采用自然通风和强制通风相结合的散热方式,确保设备在高温环境下能够正常散热,避免因过热导致设备故障。
(二)鸿之电气电能质量治理解决方案
新能源发电具有间歇性和波动性的特点,容易对电网的电能质量造成影响。鸿之电气针对新能源电站的特点,提供了全面的电能质量治理解决方案:
- 光伏隔离变压器:HSGB 系列光伏隔离变压器采用铜箔绕组,具有绝缘性能好、损耗低、运行可靠等特点,能够有效隔离光伏系统与电网,保障系统安全稳定运行。
- 电抗器:公司生产的各类电抗器产品,可有效抑制电网谐波,改善功率因数,降低线路损耗,提高电力系统的稳定性和可靠性。
- 稳压器:DBW、SBW 系列稳压器具有容量大、效率高、稳压范围宽、精度高、保护功能强等特点,能够有效解决电压波动对新能源发电设备的影响,提高发电效率。
(三)全生命周期服务保障
除了提供高质量的产品外,鸿之电气还为新能源基地项目提供全生命周期的服务保障:
- 定制化设计服务:根据项目的具体需求和环境特点,为客户提供定制化的产品设计和解决方案。
- 现场安装调试服务:派遣专业的技术人员到现场进行设备安装和调试,确保设备能够正常运行。
- 远程监测服务:通过物联网技术,实现对设备运行状态的实时远程监测,及时发现和处理设备故障隐患。
- 快速响应服务:建立了完善的售后服务体系,在全国多个地区设有服务网点,能够在最短的时间内响应客户的服务需求。
四、"绿进沙退":新能源基地的生态效益
千万千瓦级新能源基地的建设,不仅为我国提供了大量的清洁电力,还带来了显著的生态效益:
- 防风固沙:光伏板和风电设备能够有效降低风速,减少地表蒸发,促进植被恢复。据测算,每建设 1 万千瓦光伏电站,可治理沙漠面积约 1000 亩。库布齐沙漠新能源基地全部建成后,可治理沙漠面积超过 100 万亩。
- 改善局部气候:大面积的光伏板能够遮挡阳光,降低地表温度,增加空气湿度,改善局部小气候。
- 促进生态农业发展:在光伏板下方可以种植牧草、中药材等作物,发展 "光伏 + 农业" 模式,既提高了土地利用效率,又增加了当地农民的收入。
- 带动当地经济发展:新能源基地的建设和运营,能够为当地创造大量的就业机会,带动相关产业的发展,促进当地经济社会的可持续发展。
在宁夏腾格里沙漠新能源基地,我们看到了一幅美丽的生态画卷:一望无际的光伏板下,牧草青青,牛羊成群,昔日的 "死亡之海" 变成了 "绿色银行"。该基地一期 100 万千瓦项目于 2023 年 4 月全容量投产发电,年发电量达 18 亿千瓦时。同时,基地通过采用 "板上发电、板下种草、板间养殖" 的立体开发模式,实现了生态效益、经济效益和社会效益的有机统一。
五、未来展望
随着 "双碳" 目标的深入推进,我国 "沙戈荒" 新能源基地建设将进入加速发展期。预计到 2030 年,我国 "沙戈荒" 地区新能源装机规模将超过 10 亿千瓦,成为我国重要的清洁能源生产基地。
上海鸿之电气集团将继续秉承 "稳行至远,利信达业" 的企业理念,不断加大技术创新投入,持续提升产品的可靠性和能效水平,为更多的 "沙戈荒" 新能源基地项目提供优质的电气设备和解决方案。公司将与行业同仁一道,共同推动我国新能源产业的高质量发展,为实现 "双碳" 目标、建设美丽中国贡献力量。
我们有理由相信,在不久的将来,更多的沙漠、戈壁、荒漠地区将变成绿色能源基地,"沙进人退" 的历史将被彻底改写,一个 "绿进沙退" 的新时代正在到来。